JP5241486B2 - 創傷治療機器および方法 - Google Patents
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Description
b)持ち運び可能であるシステムを提供することがさらに望ましいだろう。
Kessler他、JBC、276、39、36575〜36585、2001年 Wong他、Tissue Engineering、8、6、979−2002年
i)創傷浸出液から創傷治癒に有害な材料を取り除くことができる。
ii)例えば、任意選択で変化する正圧および/または負圧を創傷に加えることによって、創傷床および任意選択で創傷を囲む組織にわたって応力または歪みを作り出すことができる。
a)比較的流体密なシールまたはクロージャを創傷上に形成することが可能な裏当て層を有する適合創傷包帯を含む流体流路、および創傷の潅注および/または吸引を可能にするように創傷に面した面を通しておよび/またはその下を通過する少なくとも1つの管であって、少なくとも1つの管が使用時に創傷上に比較的流体密なシールまたはクロージャを形成する創傷に面した面を通しておよび/またはその下を通過する少なくとも1つの管を備えた流体通路と、
b)少なくとも1つの管に流体供給管によって連結可能な流体リザーバと、
c)流体を創傷包帯を通して創傷まで移動させる、および/または流体を創傷から移動させる少なくとも1つの装置と、
を備えている創傷を吸引する、潅注する、および/または洗浄する機器であって、
d)応力を創傷床および任意選択で創傷を囲む組織に加える手段
を備えていることを特徴とする機器が提供される。
a)創傷浸出液からの創傷治癒に有害な材料の除去、および
b)創傷床に十分付着し、そこから成長する新しい組織成長を刺激し、創傷床表面および任意選択で創傷を囲む組織にわたって応力を作り出すことによる創傷治癒の促進
などの単一の包帯システム内で2つ以上の治療を組み合わせる手段を有利に提供する。
a)必要に応じてまたは所望に応じて、創傷床上で流体を移動させる手段の速度、例えば創傷に応力を加えるあらゆる適当な点で創傷床に正圧または負圧を加えるのに使用されるあらゆるポンプの速度を変えること、
b)流体、特に、水および生理食塩水などの液体、または液体エアロゾル内の気体を除くわけではないが、空気および窒素などの気体、およびゲルを機器のあらゆる適当な部分で流路内に抽気して、創傷に加えられる圧力を所望のレベルおよび/またはプログラムまで変更すること、および/または
c)これ以下により詳細に説明するように、必要に応じてまたは所望に応じて創傷包帯内のあらゆる膨張可能充填剤の圧力を変えること。
以下のような往復動ポンプを使用することができる。
注射器またはピストンポンプ − 高圧および高精度を提供する。
薄膜ポンプ − 逆止め弁が流体流れの方向を制御しながら、1つまたは2つの可撓性薄膜の脈動が液体を変位させる場合、例えば、好ましくは小型の持ち運び可能な薄膜ポンプ。
以下のような回転ポンプも使用することができる。
遠心ポンプ − 回転するときに脈動することなく流体を移動させる駆動シャフトに取り付けられた回転翼付ディスクを備えている。出口は、ポンプを損傷することなく絞ることができる。
蠕動ポンプ − 管内の流体に作用する回転子上にローラを備えている、例えば好ましくは小型の持ち運び可能な蠕動ポンプ。
以下のような往復動ポンプを使用することができる。
ピストンポンプ − 特に、創傷床上で正圧および/または負圧に対して、ピストンが逆止め弁を通して流体を汲み上げる場合。
薄膜ポンプ − 1つまたは2つの可撓性薄膜の脈動が、逆止め弁で液体を変位させる場合。
また、以下のような回転ポンプも使用することができる。
発展キャビティ
ポンプ − 特に、より高い粘度および粒子状物質充填浸出液に対して、協働ねじ回転子および固定子を備えている。
真空ポンプ − 圧力調整装置を備えている。
以下のような往復動ポンプを使用することができる。
シャトルポンプ − 2から50ml/分までの速度で流体を移動させる発振シャトル機構を備えている。
また以下のような回転ポンプを使用することができる。
遠心ポンプ
可撓性羽根車
ポンプ − エラストマー羽根車が、羽根車ブレードとポンプハウジングを通して流体を一掃する成形ハウジングの間で流体を捕捉する。
蠕動ポンプ − 管内の流体電流を回転子の方向に押すように、可撓性流体吸引管に作用する回転子アーム上に周面ローラを備えている。
回転翼ポンプ − 回転するときに脈動することなく流体を移動させる駆動シャフトに取り付けられた回転翼付ディスクを備えている。出口は、ポンプを損傷することなく絞ることができる。
a)吸引流調整手段および/または創傷包帯の下流側でそこから離れるように流体に加えられる創傷を通して流体を移動させる装置、および
b)供給流調整手段および/または創傷包帯の上流側で、これに向かって流体供給管内の流体に加えられる創傷を通して流体を移動させる装置を備えたシステムである、創傷の同時吸引および潅注を行う手段によって大きく決まる。
a)上記のような機器を提供する段階と、
b)創傷に創傷包帯をあてるステップと、
c)創傷包帯の裏当て層を、身体部位の形状に適合させ、創傷が比較的流体密なシールまたはクロージャを創傷上に形成する段階と、
d)潅注剤を創傷まで移動させるように、創傷までおよび/または創傷から創傷包帯を通して流体を移動させる少なくとも1つの装置を作動させる段階と、
e)創傷床に応力を加えるように、創傷床、および任意選択で創傷を囲んでいる組織に応力を加える手段を作動させる段階と、
を含む方法を提供する。
a)流体移送管に連結された任意の吸引流調整手段で、創傷包帯の下流側でそこから離れるように流体移送管内の吸引物に加えられる創傷を通して流体を移動させる第1の装置と、b)流体供給管に連結された任意の供給流調整手段で、創傷包帯の上流側で、これに向かって流体供給管内の潅注剤に加えられる創傷を通して流体を移動させる第2の装置の組合せである、創傷の同時吸引および潅注を行う手段を備えている。
[目的]
本実験の目的は、ある期間にわたるマクロ応力処理の後に、シリカFlexercellプレート上のヒト皮膚線維芽細胞によって沈殿した膠原質の全量を測定することである。
[細胞]
ヒト皮膚線維芽細胞(HS8/BS04)を使用した。皮膚線維芽細胞(5×105/ウェル)を、Flexcell Intl. Hillsborough, NCによって供給されるシリコン膜6ウェルプレート(Flexercell)内に蒔き、「マクロ応力」範囲の(この例で使用するマクロ応力とは、機械的伸びにより細胞に加えられる応力のことを言う)処理に48時間さらし、細胞を正弦波プロファイルを有するサイクルで0.1Hzの周波数で15%(すなわち、細胞基質の15%の伸び)の溝にさらして実験を行った。Flexercell、Tension Plus(商標)システムは、BioFlex(登録商標)シリーズの培養プレートの可撓性基質結合成長表面上で培養した細胞を変形させるために、真空圧力を使用して、生物的歪み状態を刺激するコンピュータ駆動機器である。実験の後に、媒体を取り除き、細胞をPBSで洗浄し、膠原質レベルを分析するまで−70℃に保存した。
6枚のウェルプレート上に存在する膠原質含有量を、2mlパパイン緩衝液(papain buffer)を使用してより大きな表面積によりあらゆる膠原質を消化させたヒドロキシルプロリン定量化を使用して測定した。
プラスミノゲン阻害因子活性化因子2(PIA−2)(plasminogen inhibitor activiator 2)および膠原質1a遺伝子発現(collagen 1a gene expression)の相対定量化を、Taqman RT−PCR機を使用して測定した。
細胞はRLN緩衝液内のウェルからすくい取られ、3つの試料ウェルからのRNAは1つのRNeasyミニカラムを使用して貯めた。Control RNAは、T175フラスコ内の合流点まで成長させた線維芽細胞から抽出した。
cDNAは、ランダム六量体プライマー(Applied Biosystems、lot G07487)でOmniscript逆転写キットを使用してRNAから調合した。反応は、37℃で1時間加熱することによって完了し、必要になるまで、−20℃で保存した。
Flexercellマクロ応力処理(Kessler他、JBC、276、39、36575〜36585、2001年)中に上方制御されるように前に示したように、3つの遺伝子産物を選択した。プライマーは、MWG Biotechによって合成された。
膠原質1a: F−5’ ACA TGC CGA GAC TTG AGA CTC AR−5’ GCA TCC ATA GTA CAT CCT TGG TTA GG(Wong他、Tissue Engineering、8、6、979−2002年より)
PAI−2: F−5’ AAT GCA TCC ACA GGG GAT TA
R−5’ CGC AGA CTT CTC ACC AAA CA(評価no. H81869からのプライマー3ソフトウェア配列を使用して設計した)
18S rRNA: F−5’ CGG CTA CCA CAT CCA AGG AA
R−5’ GCT GGA ATT ACC GCG GCT(Sigmaによって前に設計および合成された18S rRNAハウスキーピング遺伝子プライマー)
SYBRグリーン試薬(Applied Biosystems、lot 0505023)マスターミックスは、製造者プロトコルにより調合された。要するに、50%v/vSYBRグリーン、0.05%プライマー1、0.05%プライマー2がRNaseを含まない水の中で100%まで作り上げられた。5μlcDNAテンプレートおよび45μlSYBRグリーンがウェル毎に添加された。
7700Taqman RT−PCRシステム(SOP/BC/227)を使用して、RT−PCRを行った。実行条件は以下の通りであった。
1)50℃で2分間
2)95℃で10分間
3)95℃で15秒間
4)60℃で1分間
1)95℃で15秒間
2)60℃で20秒間
3)95℃で15秒間
[膠原質定量化]
6ウェルFlexercellプレートの各ウェル内に存在する膠原質の量を、ヒドロキシルプロリン定量化分析を使用して測定した。5×103または5×105/ウェルのいずれかで蒔いた線維芽細胞が、72時間の間ラミニン被覆プレート上で成長させた。分析の後で測定した吸収度値は極めて低く、存在する膠原質の量も極めて低かったことが示されている。残念なことに、ヒドロキシプロリン基準曲線を準備する場合に誤差が生じ、それによって原液は10倍に希釈されず、したがって存在するヒドロキシプロリンの量を与えることは可能ではなかった。この誤差は、基準に影響を与えただけであろう。低い値により、この分析はこのような低い膠原質含有量を測定するのには適していなかったことを示していた。
細胞は新しい膠原質を増殖および合成するために72時間という短い時間しかなかったので、普通、細胞が増殖するときに合成されたタンパク質の量の変化に関連する、遺伝子発現レベルの変化を予測することが決定された。
PAI−2遺伝子発現のRT−PCR分析は、SIAのみと比較して、SIAプラスマクロ応力での発現レベルの上昇が示された。これは、インビトロ創傷シミュレーション中の細胞の活性のマクロ応力の効果を実証し、創傷治癒中のマクロ応力の役割を裏付ける。
2 創傷包帯
3 裏当て層
4 シールまたはクロージャ
6 入口管
7 流体供給管
8 点
9 出口管
10 流体移送管
11 点
12 流体リザーバ
12B 流体リザーバ
13 流体吸引管
14 バルブ
16 バルブ
17 創傷
18 薄膜ポンプ
18A 第1の装置
18B 第2の装置
21 機器
42 裏当て層
Claims (37)
- 創傷(5)を吸引し、潅注し、および/または洗浄する機器(1、21)であって、
a)比較的流体密なシールまたはクロージャ(4)を創傷上に形成することが可能な裏当て層(3、42、72)を有する適合創傷包帯(2、41)を含む流体流路であって、潅注を可能にするように流体供給管(7)に連結する少なくとも1つの入口管(6、46、76)と、吸引を可能にするように流体移送管(10)に連結する少なくとも1つの出口管(9、47、77)とがそれぞれ、使用の際前記管が比較的流体密なシールまたはクロージャを創傷上に形成する前記創傷に面した面を通しておよび/またはその下を通過する流体流路と、
b)前記少なくとも1つの入口管に前記流体供給管(7)によって連結可能な流体リザーバ(12)と、
c)流体を前記創傷包帯を通して前記創傷まで移動させる、および/または流体を前記創傷から移動させる少なくとも1つの装置(17)と、
d)応力を前記創傷床および任意選択で前記創傷を囲む組織に加える手段と、
e)流体を前記流体移送管を通して装置によって吸引しながら、前記流体供給管を介して前記流体リザーバから流路を充填するように流体を供給することができるように、創傷の同時吸引および潅注を行う手段と、
f)前記流体移送管(10)または流体移送管(120)に連結された圧力モニタを備え、また、前記圧力モニタは、電動回転バルブ(117)へ、または、吸引流調整手段(16、16A)へのフィードバック連結部を有し、これにより、安定したレベルで創傷への負圧が保持される手段と、
を備えていることを特徴とする機器。 - 前記創傷床に応力を加える前記手段は、前記創傷床に任意選択で変わる正圧および/または負圧を加えることが可能である、請求項1に記載の機器。
- 前記創傷床に応力を加える前記手段は、前記創傷床に圧力を加えることが可能な少なくとも1つの拡張および収縮可能モジュールを備えていることを特徴とする請求項2に記載の機器。
- 前記拡張および収縮可能モジュールは流体膨張可能体を備えていることを特徴とする請求項3に記載の機器。
- 前記流体膨張可能体は、気体、液体、液体エアロゾル中の気体、および/またはゲルによって膨張可能であることを特徴とする請求項4に記載の機器。
- 前記流体膨張可能体は、流体膨張可能な潅注剤入口マニホールドであることを特徴とする請求項5に記載の機器。
- 前記マニホールドは、延長領域上で前記創傷床に直接前記流体を運ぶ開口で前記創傷床のかなりの面積を覆い、これと接触することを特徴とする請求項6に記載の機器。
- 前記マニホールドは、フィルムシートまたは膜によって画定された1つまたは複数の膨張可能な中空体からなることを特徴とする請求項6または7に記載の機器。
- 前記マニホールドは、前記創傷床の50%以上を覆っていることを特徴とする請求項6から8のいずれか一項に記載の機器。
- 前記流体膨張可能体は流体膨張可能な創傷充填剤を備えていることを特徴とする請求項4から9のいずれか一項に記載の機器。
- 前記流体膨張可能な創傷充填剤は入口マニホールドであることを特徴とする請求項10に記載の機器。
- 前記流体膨張可能体は、エラストマーフォームなどの塑性弾力材料で部分的に充填されていることを特徴とする請求項4から11のいずれか一項に記載の機器。
- 前記流体膨張可能体は、前記裏当て層のチャンバ、ポーチまたは他の構造を画定する、ほぼ平らなフィルム、シートまたは膜を備えていることを特徴とする請求項4から12のいずれか一項に記載の機器。
- 前記流体膨張可能体を膨張または収縮させるための膨張および/または収縮ポンプを備えていることを特徴とする請求項4から13のいずれか一項に記載の機器。
- 前記膨張および/または収縮ポンプは可逆であることを特徴とする請求項14に記載の機器。
- 前記膨張および/または収縮ポンプは、ピストンポンプまたは回転ポンプであることを特徴とする請求項14または15に記載の機器。
- 前記膨張および/または収縮ポンプは、蠕動ポンプであることを特徴とする請求項16に記載の機器。
- 前記創傷床に応力を加える前記手段は、前記圧力を大気圧の上下最大50%だけ変えることが可能であることを特徴とする請求項1から17のいずれか一項に記載の機器。
- 前記創傷床に応力を加える前記手段は、規則的または不規則なサイクルで圧力を変えることが可能であることを特徴とする請求項1から18のいずれか一項に記載の機器。
- 規則的または不規則なサイクルの周波数は、1から48/24時間までの間であることを特徴とする請求項19に記載の機器。
- 前記創傷床に応力を加える前記手段は、規則的または不規則な脈動で圧力を変えることが可能であることを特徴とする請求項1から20のいずれか一項に記載の機器。
- 創傷の治癒の刺激のための規則的な脈動の周波数は、1から3000/分(0.016〜50Hz)であることを特徴とする請求項21に記載の機器。
- 前記脈動の最大振幅は、基準圧力以上または以下の最大10mmHgであることを特徴とする請求項22に記載の機器。
- 前記創傷に応力を加える前記手段は、規則的または不規則なサイクルで、および規則的または不規則な脈動で圧力を変えることが可能であり、前記脈動は前記サイクルに重ね合わせられることを特徴とする請求項1から23のいずれか一項に記載の機器。
- 前記創傷床に応力を加える前記手段は、チャンバまたは他の中空構造内に磁気流体を含んでいることを特徴とする請求項1から24のいずれか一項に記載の機器。
- 前記創傷床に応力を加える前記手段は、機器の流路内に流体を抽気する手段を備えていることを特徴とする請求項1から25のいずれか一項に記載の機器。
- 前記創傷の同時吸引および潅注手段は、
前記創傷包帯の下流側でそこから離れるように流体に加えられる前記創傷を通して流体を移動させる第1の装置と、
前記創傷包帯の上流側で、これに向かって前記流体供給管内の前記潅注剤に加えられる前記創傷を通して流体を移動させる第2の装置と、
前記流体移送管に連結された吸引流調整手段と、
前記流体供給管に連結された供給流調整手段と、
を備えていることを特徴とする請求項1から26のいずれか一項に記載の機器。 - 前記創傷を通して流体を移動させる前記第1および/または第2の装置は、可変スループット装置であり、前記潅注手段が、前記流体供給管に連結された他の別個の吸引流調整手段を含まないことを特徴とする請求項27に記載の機器。
- 前記第1および/または第2の装置は、可変速度ポンプであることを特徴とする請求項28に記載の機器。
- 前記創傷を通して流体を移動させる前記第1および/または第2の装置は、往復動ポンプまたは回転ポンプであることを特徴とする請求項29に記載の機器。
- 前記第1の装置は薄膜ポンプであることを特徴とする請求項30に記載の機器。
- 前記第2の装置は蠕動ポンプであることを特徴とする請求項30に記載の機器。
- 前記可変スループット装置は、脈動、連続、可変および/または自動および/またはプログラム可能流体移動が可能であることを特徴とする請求項29から32のいずれか一項に記載の機器。
- 前記創傷内に最大50%atmの負圧を加えることが可能であることを特徴とする請求項1から33のいずれか一項に記載の機器。
- 前記流体のあらゆる明らかな圧縮または減圧を生じさせることを可能にするように、十分の弾性を圧力に対して有する、前記創傷床への、その上での、またそこからの流路内の少なくとも1つの物体を備えていることを特徴とする請求項34に記載の機器。
- 前記1つまたは複数の管は、延長領域上で前記創傷床へ流体を直接運び、および/またはそこから直接流体を受ける開口で前記創傷床のかなりの面積を覆い、これと接触するマニホールドを備えていることを特徴とする請求項1から35のいずれか一項に記載の機器。
- 固定手段が前記創傷の部位に前記創傷包帯を固定するように設けられたことを特徴とする請求項1から36のいずれか一項に記載の機器。
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